一種低溫有機玻璃壓力容器的研制

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1、機電產(chǎn)鳥科岌鄉(xiāng)釗話 Development & Innovation of Machinery & Electrical Products 第27卷第1期 2014年1月 Vol.27.No.1 Jan..2O14 50 機電產(chǎn)鳥科岌鄉(xiāng)釗話 Development & Innovation of Machinery & Electrical Products 第27卷第1期 2014年1月 文章集號：1002-6673 (2014 ) 01-050-02 一種低溫有機玻璃壓力容器的研制 王軍寧，李亞鵬 （北京航大試驗技術研究所，北京100074）

2、 摘要：介紹了一種可觀察容器內(nèi)部情況的低溫有機玻璃壓力容器，針對有機?，斎?器在低溫狀態(tài)下腌性增 大，承壓危險性大，密対因險的特點，設計了一種金屬與非金馬組合結構的壓力客器，保證了客器 的承壓安全，實現(xiàn)了其與上下封頭的安全密時。同時結合生產(chǎn)實際，介紹了此類容器制造安裝關鍵 技術.對非金屬壓力容器的制造和設計有一定的價值 關鍵詞：壓力容器；有機玻璃 中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A doi： 10.3969/j.issn. 1002-6673.2014.01.018 50 機電產(chǎn)鳥科岌鄉(xiāng)釗話 Development & Innovation of Machinery & El

3、ectrical Products 第27卷第1期 2014年1月 50 機電產(chǎn)鳥科岌鄉(xiāng)釗話 Development & Innovation of Machinery & Electrical Products 第27卷第1期 2014年1月 1.金屬矩架2.有機 渡展3.有機玻璃筒體 圖1有機玻璃壓力容器簡 體結構 4 機玻璃過濃層5?有機玻能簡體 圖2有機玻璃壓力容器 密封結構 0引言 壓力容器廣泛應用于航空航天、石油化工零科研生I 產(chǎn)中，某任務需設計一種可觀察容器內(nèi)部悄況的壓力容 器，提岀一種有機玻璃壓力容器設計要求。工業(yè)有機玻

4、 璃一般用于常溫承壓，用于圓柱容器承壓時一般壓力較 ?。ㄐ∮?.2MPa）,且內(nèi)徑小可整體成型制造。筆者介紹! 的有機玻璃壓力容器便用溫度-40匯，使用壓力0.4MPa, i 內(nèi)徑692mm,此種低溫下的有機玻璃脆性增大，用于承 受島壓愈發(fā)閑難，內(nèi)疑較大的悄況下，簡體無法整體成 型，普通結構不能保證容器的承壓安全，需要一種特殊： 結構滿足設計要求。 1關鍵結構設計 | 1.1筒體設計 為增加筒體的整冰強度，保證容器承壓安全，采用 了在有機玻璃筒體外部堆加金屬框架的方法。在機械制 造過程中，為提高結溝的整體強度，常采用金屈與非金； 屬的粘接結構。但由于金屬與非金屬屬于不同材料，它 們之間

5、的粘接比較困堆，容易發(fā)生脫粘等問題，造成粘 接強度降低，影響整津結構的運行安全。為了解決這一 | 問題，采用了一種堆加過渡層的設計，圖1為冇機玻璃： 壓力容器筒體結構簡圖。如圖1所示，為了保證粘接強| 度，在有機玻璃筒體與金屬框架之間增加了有機玻璃過 渡層，筒體與過渡層之間采用粘接結構，過渡層與金屈1 框架之間采用栓接丄藝。同種材料之間的粘接蟲加牢 修稿日期：2013-11-15 作者簡介：王軍寧,（1983-）,女，北京人，工程呻。主要從事機械 產(chǎn)品設計工作。 固，既保證/整體結構強度，乂實現(xiàn)了有機玻璃筒體與 金屬框架之間的有效連接。 1.2密封設計 本次設訃的有機玻璃壓 力容器承斥

6、較高，密封時所 需的密封力較大。有機玻璃 許用應力較低，在承受較大 彎矩時有發(fā)生破壞的危險。 為此，在設計時，將密封法 蘭設計為金屈與非金屬的組 合結構，具體結構見圖2。如 圖2所示，密封法蘭采用金 屬與非金屬之間増加過渡 層的設計，密封面在有機 玻璃筒體端面，同時為了 進一步滅小密封力，設計 采用了 0形圈密對?？紤] 加工何題，將0形團㈣槽 設計在金屬封頭一側. 2制造安裝關鍵技術 2.1高溫退火消除有機 玻璃內(nèi)應力Z 有機玻璃筒體屈于非標結構，其加工是通過烘箱報 體加熱，板材壓制成型。在冷卻定型的過程中，材料中 會留有一定的殘余應力，影響筒體強度。同時為保證密 封面粗糙度，筒體兩端須進-步加工，而有機玻璃晶向 組織為單向流線型，單向內(nèi)應力較大，加工后單向變形 也較大，往往出現(xiàn)加工到位后尺寸回彈的問題，尺寸梢 度穩(wěn)定性較差。 50 機電產(chǎn)鳥科岌鄉(xiāng)釗話 Development & Innovation of Machinery & Electrical Products 第27卷第1期 2014年1月 50